Введение к работе
Актуальность темы. Проблема поиска средств, повышающих адаптационные "возможности организма к неблагоприятным воздействиям окружающей среды, постоянно привлекает внимание исследователей. В этом отношении недостаточно изучена роль гетерополисахарйдов - кислых гли-козаминогликаноа (гликозаминогликуронанов), содержащих в своем составе гексозамины и гексуроновые кислоты, и включающих в основном гиалу-роновую кислоту, хондроитинсульфаты, гепарансульфаты и гепарин.
Гликозаминогликуронаны (ГАГ) содержатся в межклеточном матрик-се, клеточных мембранах, а также в ядрах клеток в виде ассоциированных с хроматином протеогликанов. В настоящее время известно, что ГАГ в составе протеогликанов соединительной ткани обеспечивают ее механические свойства, участвуют в воспалительных реакциях и репаративных процессах, необходимы для нормального кроветворения и полноценного иммунного ответа, выполняют за счет влияния на проницаемость веществ в клетки трофическую и антитоксическую функции.
Следует подчеркнуть, что традиционные представления о механизмах антитоксических эффектов ГАГ, отмечающихся при отравлениях ксенобиотиками и ожоговой аутоинтоксикации, основываются на их полианионных возможностях связывать гидрофильные токсические вещества основного характера в межклеточном матриксе, блокируя тем самым их поступление в клетки (Г.Лабори,1970; А.Е.Перезерзев,1986).
Этот механизм не представляется исчерпывающим в связи с общностью метаболических путей обмена кислых гликозаминогликанов, пентозо-фосфатного цикла, детоксицирующих реакций глюкуронидной конъюгации и монооксигеназной системы.
Вместе с тем, проблема адаптации организма к химическим экзо- и эндогенным соединениям, конечно, много шире, чем только ее биохимические, фармакологические и токсикологические аспекты и, несомненно, является общебиологической проблемой (Д.С.Саркисов,1987). Ведь именно механизмы устойчивости к ксенобиотикам и так называемым "нормальным
метаболитам" определяют возможность самого выживания организмов в окружающей среде, которая становится все более насыщенной невероятным количеством разнообразных химических соединений.
Однако участие в процессах детоксикации, как уже отмечалось, только часть функций гликозаминогликанов в рамках глобального явления адаптации.
Цель работы: обоснование значимой роли гликозаминогликанов в биохимических механизмах адаптационных процессов и возможности повышения резистентности организма к повреждающим воздействиям ксенобиотиков и ожоговой аутоинтоксикации путем коррекции уровня гликоза-миногликуронанов в органах и тканях.
Задачи исследования:
-
Оценить интенсивность метаболизма экзогенных ГАГ по уровню накопления в органах и тканях уроновых кислот и глюкуронидных конъю-гатов.
-
Исследовать в динамике влияние экзогенных ГАГ на интенсивность в различных органах реакций пентозофосфатного цикла (по активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы, а также по соотношению окисленной и восстановленной форм никотинамидаденин-динуклеотидфосфата), перекисного окисления липидов (по накоплению малонового диальдегида), обмена дезоксирибонуклеиновых кислот (по включению 3Н-тимидина), микросомального окисления в печени (по уровню ци-тохромов Р-450 и Ь, скорости гидроксилирования анилина и деметилиро-вания аминопирика и диметиланилина) и содержание в крови гормона коры надпочечников - кортизола.
3.Изучить влияние на биохимические процессы токсических дозировок ряда гидрофильных и гидрофобных ксено'биотиков, обладающих высокой биологической активностью (фенол, циклофосфан, хлорированные би-фенилы и трихлорбензолы, карбофос, синтетический аналог глюкокорти-коидов - преднизолон), а также термических ожогов (по параметрам, указанным в п. 2).
-
Оценить принципиальную возможность фармакологической коррекции экзогенными ГЛГ токсических эффектов ксенобиотиков и термической травмы Ша-Шб степени.
-
Разработать концепцию дестабилизации системы гликозаминогли-канов как одного из общих механизмов токсичности.
6.Обосновать возможность прогнозирования тяжести интоксикации по показателям содержания ГАГ и их метаболитов в плазме крови.
Научная иовнана. Проведенные исследования позволили существенно расширить представления о механизмах токсического действия ксенобиотиков и ожоговой аутоинтоксикации, в результате которых, помимо интенсификации, перекисного окисления липидов (ПОЛ), дестабилизации биологических мембран, нарушения обмена ДНК и ряда других биохимических процессов, происходит снижение уровня кислых гликозаминогликанов в органах и тканях. При этом установлена отчетливая взаимосвязь между уменьшением содержания ГАГ и накоплением уроновых кислот (УК) и их производных - глюкуронидных конъюгатов.
Доказано вызванное действием субстанции экзогенных гликозаминог-ликуронанов (СГАГ) усиление обменной мощности пентозофосфатного цикла и системы глюкуронидной конъюгации, индукции монооксигеназной системы цитохрома Р-450, повышение синтеза ДНК и секреции кортизола, снижение интенсивности ПОЛ.
Установлена возможность повышения резистентности организма к токсическому действию ксенобиотиков и ожоговой болезни субстанцией ГАГ, обеспечивающей ускорение процессов детоксикации, стабилизацию содержания гликозаминогликанов, процессов ПОЛ и синтеза ДНК и, как следствие, повышение выживаемости животных.
Предложена концепция биохимического механизма участия эндогенных ГАГ в процессах адаптации к экстремальным воздействиям, состоящая в том, что взаимодействие токсикантов с протеогликанами межклеточного матрикса вызывает дестабилизацию их комплексов с гиалуроновой кислотой, которая приводит к увеличению уровня уроновых кислот, вовлекаемых
в метаболизм, что способствует активации пентозофоефатного цикла, индуцирующего за счет продукции НАДФ«Н2 и рибозо-5-фосфата детоксика-цию ксенобиотиков микросомальными монооксигеназами, ферментами конъюгации и антиоксидантной защиты, повышение интенсивности биосинтетических процессов (в том числе синтеза нуклеиновых кислот, гликоза-миногликанов, глюкокортикоидов).
Практическая ценность. Соединения из класса гликозаминогликанов в силу своей фармакологической активности и безопасности перспективны для дальнейшего изучения в качестве адаптагенов с целью создания на их основе новых эффективных лекарственных препаратов, повышающих устойчивость организма к неблагоприятным факторам окружающей среды. Практически важным для диагностических целей представляется выявленная нами зависимость уровня ГАГ и уроновых кислот в плазме крови от степени выраженности интоксикации.
Результаты работы использованы при написании монографии "Гликоз-аминогликаны в механизмах адаптации организма" (1996), внедрены в клиническую практику неврологического отделения Республиканской клинической больницы им. Г.Г.Куватова (г.Уфа) при лечении остеохондрозов с выраженным нарушением структуры и функций соединительной ткани (1996), использованы при составлении рецептуры лечебно-профилактического средства для ухода за кожей, выпущенного Уфимской косметической фабрикой (199^). Теоретические аспекты работы включены в преподавание курсов биоорганической химии, фармакологии, иммунологии, онкологии и неврологии в Башкирском государственном медицинском университете. Положения, выносимые на защиту:
І. В токсическом эффекте ксенобиотиков и патогенезе ожоговой болезни существенное значение имеет дестабилизация системы гликозаминогликанов органов и тканей. II.Кислые гликозаминогликаны играют значимую роль в биохимических механизмах адаптации организма к воздействию ксенобиоти-ков и ожоговой аутоинтоксикации.
III.Разработка фармакологических препаратов на основе гликозами-ногликанов - перспективний путь коррекции токсических нарушений гомеостаза. IV.Существует принципиальная возможность косвенной оценки состояния системы гликозамикогликанов в органах по результатам исследования уровня ГАГ и уроновых кислот в плазме крови. Апробация работы. Основные результаты работы изложены в 2G печатных работах (из которых 2 авторских свидетельства на изобретение и 1 монография), доложены на конференции "Актуальные проблемы физиологии, биохимии и фармакологии функциональных систем" (Уфа,1985); на 12 научной конференции патофизиологов Урала (Пермь,1986); на 2 Всесоюзной конференции "Биоантиоксидант" (Черноголовка, 1986); на 3 Всесоюзной конференции "Биоантиоксидант" (Черкоголовка,1989); на Республиканской научно-практической конференции "Актуальные вопросы онкологии" (Уфа,1995); на Всероссийской конференции "Диоксины: экологические проблемы и методы анализа" (Уфа,1995); на Международном симпозиуме "Экология-95" (Уфа,1995); на 3 Межрегиональной научно-практической конференции патологоанатомов Урала и Западной Сибири "Актуальные вопросы патологической анатомии" (Челябинск,1996); на семинаре проблемной научно-исследовательской лаборатории фармакологии Башгосмедуниверситета (Уфа,1996); на заседании Башкирского общества фармакологов и токсикологов (Уфа,1996); на заседании секции медицинской биохимии Уфимского отделения Российского биохимического общества (Уфа, 1996).
Структура и объем работы. Работа изложена на 282 страницах машинописи, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, пяти глав обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и списка литературы (включает 374 источников, из которых 147 зарубежных). Работа иллюстрирована 19 таблицами и 97 рисунками.
